基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，充放储一体站包括充电站、换电站和梯级站，控制方法包括：(1)将进入充放储一体站的每辆电动汽车以及梯级站中的储能电池分别作为一组独立的电池储能系统，预测充放储一体站的实时负荷分布；(2)确定每组电池储能系统的放电下限；(3)确定充放储一体站中各子站的充放电优先级；(4)根据实时电网调度指令以及预测的实时负荷分布，将每组电池储能系统的放电下限作为约束条件，根据充放电优先级确定各组电池储能系统的充放电状态。与现有技术相比，本发明专利技术能够有效避免参与V2G的电动汽车接受电网调度过度放电而降低用户的充电体验，达到电动汽车用户和电网的双赢。

An integrated station control method based on improved V2G and priority scheduling

The invention relates to an improved V2G and priority scheduling based on charge discharge and storage integrated station control method, charge discharge and storage integrated station includes a charging station for power station and cascade station, the control method includes: (1) will enter the charge discharge and storage development of each electric vehicle station and cascade station in the storage battery is respectively as a group of independent battery energy storage system, prediction of charge discharge and storage integrated real-time load distribution station; (2) to determine the discharge limit of each battery energy storage system; (3) to determine the development of charge discharge and storage charge discharge priority of each sub station in the station; (4) according to the real-time load distribution of real-time dispatching orders and forecast the discharge limit of each battery energy storage system as a constraint condition, the charge and discharge state of each battery energy storage system is determined according to the discharge priority. Compared with the existing technology, the invention can effectively avoid the participation of the V2G electric vehicle to accept the excessive discharge of the power grid, and reduce the user's charging experience, so as to achieve a win-win situation for the electric vehicle users and the power grid.

【技术实现步骤摘要】
基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法
本专利技术涉及一种充放储一体站控制方法，尤其是涉及一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法。
技术介绍
近年来，随着电动汽车在我国能源结构中所占比例的逐年增加，我国电动汽车新能源行业已步入快速发展阶段。电动汽车(electricvehicle,EV)负荷的随机性和波动性对电网安全稳定运行的影响随着EV的大规模接入而越发突出。充放储一体站(以下并称一体站)的出现对于解决EV并网产生的一系列问题具有重要意义。如何控制一体站储能子系统接受电网调度以及电池储能系统(batteryenergystoragesystem，BESS)有序充放电是一体站调度控制核心环节，对一体站安全、稳定运行，并更好的参与负荷调节至关重要。在充放储一体站运行过程中，研究储能子系统如何进行能量调度的主要目的是为了保证在满足EV充电需求前提下，实现其各动态性能指标满足运行要求，保证其安全、稳定运行，并能自动跟随电网负荷变化对基本负荷进行调节。一体站储能系统严格地说是一个带有EV随机性的随机储能系统。如何在采用EV与电网互动(vehicle-to-grid,V2G)技术时更好的满足EV用户的充电需求，如何对EV负荷的随机性和波动性进行抑制，对基本负荷进行调节。对充放储一体站储能子系统调度和BESS充放电策略进行研究至关重要。目前，绝大多数V2G技术将接入电网的EV作为完全接受电网调度的BESS，且仅从经济上对EV用户进行补偿，缺少对EV用户充电需求的考虑，往往不被用户接受。由于很难得到充放储一体站储能系统的精确随机储能模型，因而很难对充放储一体站内部储能进行精确的能量调度。传统发电调度方式有：经济调度、市场竞争调度、计划电量调度和节能发电调度，对EV随机储能参与V2G若采用以上传统调度方式或带来过放等不良后果。因此对现有传统V2G技术与一体站储能子系统的协调调度策略还需更进一步的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，所述的充放储一体站连接电网，充放储一体站包括充电站、换电站和梯级站，所述的控制方法包括：(1)将进入充电站和换电站中的每辆电动汽车作为一组独立的电池储能系统，梯级站中的每组储能电池也作为独立的电池储能系统，预测充放储一体站的实时负荷分布；(2)确定每组电池储能系统的放电下限；(3)确定充放储一体站中充电站、换电站和梯级站充放电优先级；(4)根据实时电网调度指令以及预测的实时负荷分布，将每组电池储能系统的放电下限作为约束条件，根据充放电优先级确定充放储一体站中各组电池储能系统的充放电状态。步骤(1)中对于充电站和换电站中的实时负荷分布通过下述方式得到：建立电动汽车负荷随机性模型，根据随机性模型采用蒙特卡洛模拟预测得到充电站和换电站中负荷分布，所述的负荷分布包括：充电车辆类型分布、初始充电时刻、初始电量和充电时长。所述的电动汽车负荷随机性模型包括电动汽车充换电初始时刻随机性分布模型、充电车辆类型随机分布模型、电动汽车初始电量随机分布模型、电动汽车截止电量随机分布模型。电动汽车充换电初始时刻随机性分布满足正态分布，电动汽车充换电初始时刻的概率密度函数为：其中，t0为电动汽车充换电初始时刻，μs＝17.6，σs＝3.4。充电车辆类型随机分布满足二项分布，充电车辆类型的概率密度函数为：其中，P(X＝x)为充电车辆类型概率，x＝1表示充电电动汽车，x＝0表示换电电动汽车，p为常数。电动汽车初始电量随机分布根据不同充电车辆类型其初始电量百分比满足不同的正态分布，电动汽车初始电量百分比的概率密度函数为：其中，为电动汽车初始电量百分比；当充电车辆类型为充电电动汽车时：μ＝0.6，σ＝0.1；当充电车辆类型为换电电动汽车时：μ＝0.5，σ＝0.1；进而，电动汽车初始电量为：其中，EBESS0为电动汽车初始电量，EBESSmax为电动汽车最大储能电量。电动汽车截止电量随机分布与电动汽车截止电量百分比相关，电动汽车截止电量百分比的概率密度函数为：其中，为电动汽车截止电量百分比，D为电动汽车最大行驶里程，μd＝3.019，σd＝1.123；进而，电动汽车截止电量为：其中，EBESSf为电动汽车截止电量，EBESSmax为电动汽车最大储能电量。每组电池储能系统的放电下限根据单组电池储能系统可放电电量调节，单组电池储能系统可放电电量为：其中，ΔEBESSt为单组电池储能系统可放电电量，EBESSt为t时刻单组电池储能系统电量，EBESSmax为电动汽车最大储能电量，α为阈值系数。阈值系数α满足：其中，PL(t)为t时刻电网基本负荷功率，PLav(t-1)为t时刻时前电网基本负荷功率平均值，β为调整系数，P(i)为第i个采样时刻的电网基本负荷功率。步骤(3)中充放储一体站中充电站、换电站和梯级站充放电优先级具体为：若电网调度充放储一体站放电：当梯级电站中电池储能系统的电量大于对应的放电下限时，则梯级电站对电网、换电站和充电站放电；当梯级电站中电池储能系统的电量小于对应的放电下限时，则优先换电站对电网和充电站进行放电，当换电站中电池储能系统的电量小于对应的放电下限时则充电站对电网进行放电；当充电站、换电站和梯级站中的电池储能系统的电量均小于对应的放电下限时，则充放储一体站停止对电网进行放电；若电网调度充放储一体站充电：当充电站未充满电，则首先保证充电站进行充电，若满足充电站充电功率电网对充放储一体站充电功率有剩余则首先保证对换电站进行充电，若满足充电站、换电站功率，最后再对梯级电站进行充电；当充电站充满电时，首先保证换电站进行充电，若电网对充放储一体站的充电功率满足换电站充电功率存在功率剩余时再对梯级电站进行充电；若充电站、换电站均已充满电，则对梯级电站进行充电；当充电站、换电站和梯级站均已充满电则充放储一体站停止充电；当充电过程中充电站、换电站充满电的情况下若由于电动汽车的随机充换电导致充电站或换电站电量又存在缺额，则首先对充电站进行充电，再满足换电站的充电需求，最后满足梯级电站的充电需求。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术提出了改进V2G和优先级调度策略，理论清晰，设计步骤简单，能够更好地调度一体站随机储能对电动汽车随机负荷波动性进行抑制，对基本负荷进行跟踪调节，达到较好的削峰填谷效果，在实际工程应用中具有参考价值，对解决大规模EV并网产生的电网安全性、稳定性问题具有十分重要的实际应用价值；(2)本专利技术改进V2G考虑每组电池储能系统的放电下限，能够有效避免参与V2G的电动汽车接受电网调度过度放电而降低电动汽车的用户的充电体验，改进V2G和优先级调度质上是对充放储一体站内部的能量的一种优化策略，满足电动汽车的负荷需求的同时更好的对电网运行参数进行调节，最后达到电动汽车用户和电网的双赢；(3)本专利技术结合电动汽车充换电初始时刻随机性分布模型、充电车辆类型随机分布模型、电动汽车初始电量随机分布模型、电动汽车截止电量随机分布模型实现对电动汽车负荷随机性分布的模拟，结果可靠准确；(4)本专利技术对充放储一体站中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，所述的充放储一体站连接电网，充放储一体站包括充电站、换电站和梯级站，其特征在于，所述的控制方法包括：(1)将进入充电站和换电站中的每辆电动汽车作为一组独立的电池储能系统，梯级站中的每组储能电池也作为独立的电池储能系统，预测充放储一体站的实时负荷分布；(2)确定每组电池储能系统的放电下限；(3)确定充放储一体站中充电站、换电站和梯级站充放电优先级；(4)根据实时电网调度指令以及预测的实时负荷分布，将每组电池储能系统的放电下限作为约束条件，根据充放电优先级确定充放储一体站中各组电池储能系统的充放电状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，所述的充放储一体站连接电网，充放储一体站包括充电站、换电站和梯级站，其特征在于，所述的控制方法包括：(1)将进入充电站和换电站中的每辆电动汽车作为一组独立的电池储能系统，梯级站中的每组储能电池也作为独立的电池储能系统，预测充放储一体站的实时负荷分布；(2)确定每组电池储能系统的放电下限；(3)确定充放储一体站中充电站、换电站和梯级站充放电优先级；(4)根据实时电网调度指令以及预测的实时负荷分布，将每组电池储能系统的放电下限作为约束条件，根据充放电优先级确定充放储一体站中各组电池储能系统的充放电状态。2.根据权利要求1所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征在于，步骤(1)中对于充电站和换电站中的实时负荷分布通过下述方式得到：建立电动汽车负荷随机性模型，根据随机性模型采用蒙特卡洛模拟预测得到充电站和换电站中负荷分布，所述的负荷分布包括：充电车辆类型分布、初始充电时刻、初始电量和充电时长。3.根据权利要求2所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征在于，所述的电动汽车负荷随机性模型包括电动汽车充换电初始时刻随机性分布模型、充电车辆类型随机分布模型、电动汽车初始电量随机分布模型、电动汽车截止电量随机分布模型。4.根据权利要求3所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征在于，电动汽车充换电初始时刻随机性分布满足正态分布，电动汽车充换电初始时刻的概率密度函数为：其中，t0为电动汽车充换电初始时刻，μs＝17.6，σs＝3.4。5.根据权利要求3所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征在于，充电车辆类型随机分布满足二项分布，充电车辆类型的概率密度函数为：其中，P(X＝x)为充电车辆类型概率，x＝1表示充电电动汽车，x＝0表示换电电动汽车，p为常数。6.根据权利要求3所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征在于，电动汽车初始电量随机分布根据不同充电车辆类型其初始电量百分比满足不同的正态分布，电动汽车初始电量百分比的概率密度函数为：其中，为电动汽车初始电量百分比；当充电车辆类型为充电电动汽车时：μ＝0.6，σ＝0.1；当充电车辆类型为换电电动汽车时：μ＝0.5，σ＝0.1；进而，电动汽车初始电量为：其中，EBESS0为电动汽车初始电量，EBESSmax为电动汽车最大储能电量。7.根据权利要求3所述的一种基于改进V2G和优先级调度的充放储一体站控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晨可，韦钢，李扬，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31